JPS63145969A - 交叉コイル型可動磁石式計器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分骨） 本発明は例えば車両の燃料計、温度計等に汎用される交
叉コイル型可動磁石式計器に関するものである。

（従来の技術） 交叉コイル型可動磁石式計器は、指針軸を突設すると共
に指針軸を中心に回動する可動磁石をボビンに内装し、
ボビンに互いに直交する交叉コイルを捲回し、被測定対
象からの計測値等を電気信号に変換し、電気（＝号に応
じた電流を交叉コイルに流すことで、交叉コイルによる
磁界を発生せしめ、各交叉コイルによる磁界の合成磁界
方向に可動磁石が回動し、それに伴って指針が回動し、
被測定量を指針表示するものである。

交叉コイルへの通電方向を変化せしめることが可能であ
るならば、合成磁界は３６０°いずれの方向にも成立す
る。しかし実際には、車両等に計器を装備すると、計器
電源が蓄電池等の直流電源であるため交叉コイルへの通
電方向が定まってしまい、指針の回動範囲は交叉コイル
の交叉角度範囲に限定されてしまう。そこで交叉コイル
型可動磁石式計器を広角指示を可能に改善する揮々の手
法が提案されている。

その内一つは特開昭４６−６０９１号公報に示されてい
る通り、被測定対象からの入力をＤＣ信号に変換すると
共に所定以上のＤＣ信号を反転せしめる手段を以て、交
叉コイルの一方には入力量が最小値から最大値まで増加
する間が略正弦波の１サイクルとして変化する出力電流
を流し、他方の交叉コイルには入力量の最小値から最大
値まで増加する間が略余弦波の１サイクルとして変化す
る出力電流を流すようにしたものが存在する。

また特開昭５０−３４２５５号公報に示されているよう
に、入カイコ号を受けてそれを複数個のパルス発生器に
供給し、複数個のパルス発生器と交叉コイルとの間にス
イッチ手段を介在せしめ、パルス発生器からの複数の制
御用のパルス信号を使用してスイッチ手段を制御する手
法も存在する。

更に実公昭６２−１６６８１号公報に示されているよう
に各交叉コイルの中間を接地し、別に３種類の基準パル
スを発生する基準パルス発生器と被測定量と対応した測
定パルスを発生せしめろ測定パルスに発生器を設け、前
記パルスを複数個のゲート回路を介して交叉コイルに駆
動パルスを供給するようにしたものも知られている。

（発明が解決しようとする問題点） 前記の各従来例においては、被測定対象の変化量に対し
ての指針角度即ち指示特性を任意に定めようとすると非
常に煩雑である。例えばＤＣ信号反転手段では抵抗その
他の回路素子の数値の変更を行い、ＤＣ信号の特性の変
更をなさなければならなく、その変更は非常に大変であ
り、制御パルス信号によるスイッチ手段においても制御
パルスの発生回路の変更を行わなければならなく、更に
３種の基準パルスを使用する手段においては基準パルス
自体の変更及びゲート回路の変更がなされなければなら
ない。またＤＣ（ｉ号を反転せしめる手段による略正弦
波及び略余弦波を交叉コイルに供給方式のものは、制御
信号によって駆動電流自体を制御するため出力部分での
パワーロスが生じ発熱することになり、更にスイッチ制
御を受けたパルス発生器を交叉フィルに供給する方式の
ものは、１パルス毎にコイルにパルス電流が流れるもの
であるから、入力量が小さい場合針ブレが生ずる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を鑑み、広角指示が可能で且つ指示
特性を容易に設定することができる交叉コイル型可動磁
石式計器を提供したものである。

本発明に係る交叉コイル型可動磁石式計器は、交叉コイ
ル中に指計軸を中心に回動する可動磁石を内装し、交叉
コイルへの通電によって被測定量等を表示する計器に於
て、被測定対象からの入力イ＝号を受け、予め定めた指
示特性により該入力信号に応じた交叉コイルの駆動電流
の通電方向及び通電量を制御する通電信号を出力する演
算処理部を設けたことを特徴としたものである。

（作　用） 第１図に例示するように簡便な図で説明すると、被測定
対象からある入力量を受けると、入力量に応じて計器の
交叉コイルＸ、Ｙに入力せしめる駆動電流の通電方向及
び通電量が定まるもので、例えば通電方向をＸコイルで
はＢ−＋）１１ＹコイルではＣ−１−ｄとなし、通電量
は入力量に応じてＸコイル及びＹコイルに所定の電位の
パルス電流を通電量と対応した時間若しくは通電量と対
応したデユーティ比のパルス電流を流したりするもので
、駆動電流の通電によってコイルＸ及びコイルＹに生ず
る磁界ΦＸ及びΦＹの合成磁界Φ０の方向に可動磁石が
回動し、指針が入力量即ち被測定対象に関する表示をす
るもので、更に入力量が変化し通電方向が前記とは異な
る例えばＸコイルの通電方向が））−ａとなると、Ｘコ
イルによる発生磁界φＸの方向は前の発生磁界ΦＸとは
逆方向になると云うように、Ｘコイル及びＹコイルの通
電方向を入力量に応じて変化せしめると３６０°指示可
能な可ｇｈ磁石式計器を得ることができろものである。

そこで本発明は、前記の交叉コイルへ入力せしめる駆動
電流の通電方向及び通電量の制御を予め定めた処理手法
に基づいてなされる演算処理部例えばＣＰＵや所定の演
算結果をプログラムしたＲＯＭを有せしめたもので、被
測定対象からの入力信号を受は適宜な演算処理をなした
通電信号で計器の交叉コイルの駆動電流の制御を行うも
のである。従って入力量に対応した制御用通電信号は演
算処理部のプログラム（ｃｐｕの場合）或いは演算処理
部のデーター（ＲＯＭの場合）の書き込みによって定ま
るものであるので、どのような指示特性のものでも容易
に可能となるものである。

（実施例） 次に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は計器自体の構造を示す一部截断した正面図、第
３図は演算処理部にＣＰＵを採用した第一実施例のブロ
ック図で、第４図は同ブロック図中スイッチ回路部の詳
細図、第５図乃至第１０図は第一実施例のＣＰＵを動作
せしめるプログラムのフローチャート例を示し、第１１
図乃至第１３図は種々の指示特性例を示し、第１４図は
演算処理部にＲＯＭを採用した第二実施例を示し、第１
５図は同側のスイッチ回路部の詳細を示すものである。

可動磁石型指示計器の構造は一般に第２図に示すように
四隅部に取付用脚部１を設けた上下フレーム２、〆を組
合わせてボビン３を形成すると共に、ボビン３内に任意
に回動可能とした可動磁石４を内装して、フレーム外面
に交叉コイル５　（Ｘ、Ｙ）を捲回し、別に可動磁石４
に指針軸６を連設し、指針軸６を上部フレーム２より突
出せしめ、指針７を該指針軸６に装着してなるものであ
る。次に第３図に示した本発明による計器の駆動システ
ムについて説明する。

計器駆動システムはＣＰＵ８及びスイッチ回路部９χ、
９ｙからなり、被測定対象からの入力信号イはＣＰＵ８
に入力せしめ、ＣＰＵ８からは通電方向信号、ＩＪｔａ
ｚβ及び通電時間信号線Ａ、Ｂを出力せしめて当該両信
号線を各々スイッチ回路部９Ｋ、９ｙに入力せしめ、ス
イッチ回路部９ｘ、９ｙは各々交叉コイルｘ１Ｙと接続
されているものである。スイッチ回路部９χの詳細は第
４図に示すように１通電方向信号線αは増幅器１０を介
してＸコイルのａ端子に接続されると共に、排他的論理
和回路（ｅｘｅｌｕｓｉｖｅＯＲ回路）の入力側に接続
し、通電時間信号線Ａは排他的論理和回路の入力側に接
続し、排他的論理和回路の出力を増幅＠１０’を介して
Ｘコイルｂ端子に接続する。

Ｙコイルが接続されるスイッチ回路部９ｙも同様の構成
である。而かして処理部の通電信号の向通電方向信号線
ａの出力信号口がハイで且つ通電時間信号線Ａの通電信
号へがハイのとき、Ｘコイルの端部電位はａがハイでｂ
がローとなりａ→ｂの駆動電流が流れ、通電信号口がロ
ーで通電信号ハがハイのみのときは、ｂ→ａの駆動電流
が流れることになる。従って被測定対象の入力信号イを
受け、入力信号イと対応した出力信号口、ハ（Ｘコイル
への場合）を出力せしめれば良い。その出力の決定の最
も一般的手法は、Ｘコイルには入力量対応値（指針角度
）を横軸としたコサインカーブで対応する当該数値で、
Ｙコイルサインカーブで対応する当該数値を出力すれば
良いものである。

更にＣＰＵの場合の具体的処理手法について詳述すると
、全体の処理のフローチャートは第５図に示すように被
測定対象からの入力量の計数（周期測定）、前記計数値
の演算処理、処理数値の出力を順次行うもので、入力量
の計数については例えばエンジンの回転数を例にとって
説明すると、エンジン回転数と比例する周期のパルス信
号を入力信号イとし、短周期の基準クロックパルス信号
二が、入力信号イの一周期中に何回カウントされるかで
入力量を決定するもので、計数は第６図のフローチャー
トに示すように入力信号イがへイ若しくはローであるか
を判別し、ハイのときローに切り換わるまでり四ツクパ
ルス数を計数し、ローに切り換わると更に継続してハイ
に切り換わるまでクロックパルス数を加算し続けること
により入力信号イの一周期間のクロックパルス数を計数
して入力信号イの周期を測定するもので、この入力信号
イの周期をＴとする。次に前記計数値Ｔを以て通電信号
（α、β、Ａ、Ｂの信号）を定めるための演算処理を行
うものであるが、例として計器の指針の振れ角度が　θ
〜２７０°とし、８ビツト　のＣＰＵで処理すると共に
、指針角度と対応するＸコイル用出力ＴＸ及びＹコイル
用出力ＴＹを第７図に示すグラフのようにすると、第８
図のフローチャートに示す数値処理が行われる。第８図
のフロチャートに基づいて説明すると、最初にエンジン
回転数ＲをＲ＝τ吉５丁で決定する（１はクロックパル
ス周期、ｎはエン９２１回転当たりの入力信号パルス数
、Ｔは前記計数値）。次にＲ＜？Ｎについて判別しくＮ
は指針２７０°のときの回転数）、所定の式でＴＸを計
算し、次に最大値（２５５）及び最小値（−２５５）で
カットすると云うようにＸコイル出力ＴＸ及びＹコイル
出力ＴＹを第７図のグラフと対応するように出力せしめ
る。また第７図に示すグラフでなく、それぞれサインカ
ーブ及びコサインカーブを以てＴＸ及びＴＹを決定する
場合は第９図に示す演算処理を以てＴＸ、ＴＹを定めて
も良い。

Ｘコイル出力ＴＸ及びＹコイル出力ＴＹが定まると次に
各信号線α、β、Ａ、Ｂの出力を定め計器を作動せしめ
るもので、作動処理即ち処理数値出力は第１０図のフロ
ーチャートに示されているものである。

処理数値出力は第１０図に示すようにＴＸ及びＴＹが零
より小さいか否かを判別し、通電方向信号線α及び同β
への通電信号をハイ又はローに決定し、ＴＸ及びＴＹの
絶対値をそれぞれＣＸ。

ＣＹとし、ＣＸ、ＣＹが零でないとき通電時間細線Ａ、
Ｂへの通電４３号をハイ出力するようにし、ＣＸ、ＣＹ
を順次カウントダウンしていくもので、各ＣＸ及びＣＹ
が零になるまでの間通電時間信号ｉＡ及び同Ｂがハイ出
力となるものである。従って各信号α、β、Ａ、Ｂには
指針振れ範囲内において第７図のグラフに示した方向（
プラスＯｒマイナス）及び量（絶対値）又は第９図の計
算式で示された方向及び量の通電がなされるもので、基
準となる第７図においてその傾きや最大、最小値を任意
に選択し、それに併って第８図に示したような演算処理
を定めると、例えば第１１図、第１２図、第１３図（〈
イ〉は計器の数値表示を示し、〈口〉はその指示特性の
グラフである。）に示したような任意の指針特性の計器
が容易に得ることができるものである。

次に演算処理するＣＰＵの代わりに所定の演算を行った
結果をメモリせしめたＲＯＭを使用した場合の例につい
て第１４図及び第１５図に基づいて説明する。

計器駆動システムは、基準パルス信号を発するクロック
パルスジェネレーター１１、クロックパルスジェネレー
ターより基準パルス信号を受け０→１→２→・・２５５
→０→１・・・のようにカウントするリングカウンター
１２及び分周器１３、被測定対象からのパルス信号の入
力を受けると共に、分局器１３からの所定周期を受けて
所定期間の入力パルス数をカウントする入力部１４、入
力部からのデータを受けそれを保持するデータ保持部１
５、データ保持部１５からデータを受け、予め入力デー
ターに対して出力データーがメモリされていて、メモリ
に従って各コイルの通電方向及び通電時間に対応した通
電信号を出力するＲ　ＯＭ　１８、ＲＯＭ　１Ｂから通
電時間と対応する信号と、カウンター１２からの入力を
受けて両者を比較して出力する２個の比較器１７．１７
テ計器の交叉コイルＸ、Ｙの端子とＲＯＭ　１Ｇ及び比
較器１７．１７どの間に設けたスイッチ回路部１８ｘ、
　１８ｙより構成されているものである。更に詳述する
とＲＯＭ　１Ｂは予め演算して得た入力データにおける
動作指令（通電方向及び通電時間）を格納しているもの
で、入力データを受けると該データと対応する格納部を
見い出しく一般にはアドレスを探し出す）、格納データ
に定めた動作指令の出力をなすもので、通電方向指令は
通電方向信号線ａ′、βあ各ハイ若しくはローの４３号
で行い、通電時間指令は比較器１７．１７′へのカウン
ト数値として出力するものである。またスイッチ回路部
１８χ、１８ｙは、ＲＯＭ１６からの通電方向信号線α
′、β′、比較器１７．１７からの通電時間信号ｍ　Ａ
／、Ｂ′を入力して計器本体の交叉コイルｘ１Ｙに出力
するもので、その詳細は第１２図に示すように通電方向
信号線ａと通電時間信号線ＡをＡＮＤ回路を通してａ端
子と接続し、ｂ端子には通電時間す帰線Ａ′をアンド回
路に入力せしめると共に、通電方向信号線α′をＮ０７
回路を介してＡＮＤ回路に入力せしめ、ＡＮＤ回路の出
力を接続したものである。勿論Ｙコイルについても同様
の構成としているものである。

面かして被測定対象から入力を受ける場合は、ＲＯＭの
格納メモリが第７図のグラフに基づいて定められている
として説明すると、入力パルス信号イを入力部８で所定
時間の量計数して、データー保持器１５を介してＲＯＭ
　１６に送る。

ＲＯＭ　１Ｂでは入力計数が第７図のグラフの横軸とな
り、対応する数値（−２５５〜２５５の間）を出力し、
その符号によって決定されるハイ若しくはローの通電信
号が通電方向信号線ａに、数値の絶対値が比較器１７に
出力され比較器１７でＯ〜２５５をカウントするカウン
ター１２からの入力数値と比較し、リングカウンタ１２
の１周期（０〜２５５のカウント）の間の内ＲＯＭ１６
からの数値と比較し、ＲＯＭ１Ｂからの数値が大きいと
きだけ（小さいときだけでも良い）通電時間イ：帰線Ａ
′にＫＩＴｉ信号（電位がハイである）を送るものであ
る。

従って入力パルス信号の入力量に応じて第７図のグラフ
に示した方向及び時間（カウントで換算）だけＸコイル
及びＸコイルと同様にＹコイルにも通電され、指針が所
定の角度域れるもので、指示特性の変更はＲＯＭ１Ｂの
格納データーを変更すれば良いもので非常に容易にでき
るものである。

尚本発明は前記実施例に限定されるものではなく、被測
定対象からの入力量を受け、これを演算処理して交叉コ
イルの通電方向を定めると共に通電時間を案分する計器
駆動システムを備えていれば良いもので、前記８ビツト
による演算部の処理手法に限定されるものではない。

（発明の効果） 本発明は以上のように交叉コイル型可動磁石式計器に於
て、入力量を予め定めた方式で演算処理し、交叉コイル
への通電方向及び通電時間を定め、所定の電位のパルス
信号を交叉コイルに入力せしめてなるもので、演算処理
手法の変更で計器の指示特性を容易に変更することがで
きると共に、パワーロスがなく、且っブレも生じない計
器を提供できたものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例等を示すもので、第１図は交叉コイ
ル型可動磁石式計器の動作説明図、第２図は計器の一部
截断した正面図、第３図はＣＰＵを使用した実施例のブ
ロック図、第４図は同スイッチ回路部を示し、第５図は
処理全体。 のフローチャート、第６図は入力計数のフローチャート
、第７図は数的処理のための基準グラフ、第８図は第７
図のグラフに基づいた数的処理のフローチャート、第９
図は別の数的処理のフローチャート、第１０図は処理数
値出力のフローチャート、第１１図、第１２図及び第１
３図は指示特性の例を示したもので、第１４図はＲＯＭ
を使用した実施例のフロック図、第１５図は同スイッチ
回路部を示すものである。 １は取付用脚部 ２、〆はフレーム ３はボビン ４は可動磁石 ５は交叉コイル ６は指針軸 ７は指針 ８はＣＰＵ ９ｘ、　９ｙはスイッチ回路部 １Ｏ１１０’は増幅器 １１はり四ツクパルスジェネレーター １２はカウンター １３は分局器 １４は入力部 １５はデータ保持部 １６はＲＯＭ １７．１７′は比較型 １８ｘ、　１８ｙはスイッチ水路部 ａ、ａ’、β、β′は通電方向信号線 Ａ、Ａ’、Ｂ、Ｂ′は通電時間信号線 Ｘ、Ｙは交叉コイル Ｘコイｌし 第１Ｏ図 第１１図 第１２図 第１３図 精、？、数（Ｊ−一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交叉コイル中に指針軸を中心に回動する可動磁石を内装
   し、交叉コィルへの通電によって被測定量等を表示する
   可動磁石式計器に於て、被測定対象からの入力信号を受
   け、予め定めた指示特性により該入力信号に応じた交叉
   コイルの駆動電流の通電方向及び通電量を制御する通電
   信号を出力する演算処理部を設けたことを特徴とする交
   叉コイル型可動磁石式計器。